光动力治疗在动脉粥样硬化斑块稳定性方面的进展

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3光动力治疗的优点 光动力治疗简单、快捷、高效,且相对安全。它
相比于有创和微创治疗,减少了对正常动脉血管壁 的损伤,从而降低手术并发症的风险;相比于低脂 和分子靶向治疗,缩短治疗周期,减少并发症发生 的可能。在治疗效果上,光动力治疗能通过抑制甚 至消除炎症反应来稳定斑块,降低斑块易损性,减 少并发症的发生。此外,光动力治疗不仅能稳定和 缩小斑块,具有治疗的作用,同时还具有预防斑块 治疗术后再狭窄的作用,对改善患者预后具有满意 的效果3。研究证明,光动力治疗联合微创介入治 疗和单纯应用介入治疗相比,在针对实验样本预后 和避免再复发方面的效果要好得多“。
4光敏剂的种类 4.1初代光敏剂初代光敏剂的代表药物为血吓 咻。在兔动脉粥样硬化模型中,能够清楚观察到斑 块中血吓咻的浓度从内膜表面到中膜浓度呈梯度 递减丽。利用血吓咻的光动力治疗,能够有效抑制 兔模型平滑肌细胞生长,降低动脉粥样硬化内膜与 介质的比值。但在临床实验中,血吓咻光敏剂会导 致严重的皮肤光毒性,有急性红斑、水肿现象产生。
中,明显显示斑块的减少与消退㉔。 4.3第三代光敏剂第三代光敏剂目前正在研发 之中,其目的在于使光敏剂具有更高的选择性,避 免在血管内皮细胞中的积累,从而避免对血管壁的 损害,减少并发症的发生。同时,新一代光敏剂应吸 收更长波长的光,并与血管内介入技术、光纤技术、 激光技术相适应,以保证对斑块病变细胞的均匀照 射,从而减少不良反应。光敏剂还可以与其他纳米 颗粒(如胶束、纳米粒子、蛋白纳米结构)形成纳米 复合材料,从而具备更好的治疗效果阴。
光敏剂以Ml型巨噬细胞为靶点,光动力治疗能够 有效减少斑块的形成影像学结果显示,大的坏 死脂质核、炎性薄纤维帽和大量的巨噬细胞浸润是 斑块易损性的主要特点,这表明斑块易损性与局部 的炎症反应密切相关。如能抑制斑块的炎症反应 , 也就能够抑制斑块的进展,从而稳定斑块。而巨噬 细胞在动脉粥样硬化斑块进展过程中发挥着重要 作用。研究表明,使光敏剂被胶束包裹之后注射进 入样本中,由于特殊的巨噬细胞相比于正常内皮细 胞具有更高的脂肪酶活性,因而降解胶束的速度更 快,比内皮细胞更早激活光敏剂,从而为选择性杀 伤巨噬细胞创造了可能切。以此可实现稳定斑块, 避免斑块破裂,避免致死性并发症发生的作用。尽 管巨噬细胞在斑块易损性中发挥了巨大的作用,但
动脉粥样硬化是胆固醇在动脉壁内膜沉积的 慢性免疫炎症反应⑴役炎症反应是动脉粥样硬化 进展的重要因素,其中炎症因子是血液促凝、形成 斑块的主要原因0,勺,而斑块损伤是动脉粥样硬化 的特征性病变⑴,这是一个损伤与修复并存的过 程〔現斑块形成的主要原因为脂蛋白在动脉壁蓄积 后引发的炎症反应⑵;斑块是否会变得不稳定,目 前依然是临床研究的难题同。研究证明,动脉粥样 斑块的不稳定性和易损性是动脉粥样硬化并发症 产生的主要原因,而斑块纤维帽和胆固醇结晶所影 响的炎症反应是造成斑块的不稳定性和易损性的 主要因素。为了有效稳定斑块并降低易损性,临床 上采取了多种治疗手段干预动脉粥样硬化斑块的 炎症反应,但大部分都存在全身性的不良反应。近 年来,光动力治疗成为动脉粥样硬化斑块的新型治 疗手段,能通过注射光敏剂、外源性激活光敏剂的 方法选择性地使斑块病变细胞发生凋亡 ,以此实现 使斑块减小、炎症消退的目的,从而稳定斑块,避免 脑血管意外的发生。 1光动力治疗的治疗原理
"弓I喙菁绿具有治疗动脉粥样硬化斑块的潜在 作用,且由于同时具备亲水性和亲脂性 ,能更好地 与多种血浆蛋白结合,更长时间地保留在血管中。 无毒的特性也使其能避免许多初代、二代光敏剂的
毒副作用。阿噪菁绿最佳吸收波长为650-900 nm, 血红蛋白和水在这个波长区段对光线的吸收率低, 因此耐喙菁绿具有更高的渗透性〔如。虽然其相比 于其他光敏剂更容易发生聚合,但通过联合使用纳 米材料能避免聚合反应发生。这些特性使阿嗥菁绿 有成为第三代光敏剂的可能性。
5.3组织穿透性影响光照组织穿透性的因素有 很多。光照的波长决定了其组织穿透能力,选择吸 收更长波长的光敏剂往往能获得更好的组织穿透 性。照射的时间和角度也是影响组织穿透力的主要 因素。组织的穿透能力更强,更容易达到均匀照射 的效果,而组织照射的均匀程度是决定最终治疗效 果的重要因素。值得注意的是,斑块本身是异质性 不均匀的,与周围正常组织相比也有显著差异。因 此,如何获得吸收波长更大的光敏剂和在已知光敏 剂中如何合理使光照在组织内分布均匀,依然是一 个值得研究的问题。 6未来展望
《中国血管外科杂志(电子版)》2021 年 6 月第 13 卷第 2 期 Chin J Vase Surg (Electronic Version) June 2021,Vol.13, No.2
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胶束可被脂肪酶降解,而巨噬细胞则具有更高的脂 肪酶活性,因此能更快地降解胶束,从而比内皮细 胞更早被吸收而激活光敏剂切。只要能够更好地选 择包裹光敏剂的材料并确定相应的光照最佳时间 , 就能更好地发挥光动力治疗的选择作用。
幸运的是,血管介入技术和球囊导管技术的进 步使得应用光纤技术完成血管内针对组织的照射, 避免血液吸收光照已成为了可能。在可知的未来 中,光动力治疗技术若能解决上述的问题,在血管 外科方面就能实现真正的斑块无创、无毒副作用、 简单高效的治疗,使动脉粥样硬化斑块的治疗步入 一个新的时代。
先摄取光敏剂猷菁衍生物,证明了光动力治疗既可
以用于再狭窄的治疗,也可以用于再狭窄的预防M。 臥菁衍生物同样能够有效抑制内皮损伤样本中血
管内膜增生。但有研究也表明,在内膜损伤后的1 周内、明显的内膜增生发生之前进行光动力治疗效 果最好,而损伤后两周的光动力治疗中,光敏剂的 摄入量极少问。因此,确定光动力治疗的时间窗至 关重要。
度是正常血管壁细胞的2.6倍,但具有清除率慢和 水溶性差的缺点。5-氨基乙酰丙酸是原吓咻-IX的 前体,在兔和猪动脉粥样硬化样本斑块模型中的浓
度是正常主动脉壁的10倍[20-21]o莫特沙芬相比于 第一代光敏剂具有高选择性,能更有针对性地使吓 咻在动脉粥样硬化斑块中积累。莫特沙芬吸收的光
照波长更长(>720 nm),意味着光能具有更好的组 织穿透性。在使用莫特沙芬的兔动脉粥样硬化模型
虽然只有对蓄积足够光敏剂的细胞进行照射 才会产生细胞凋亡,但对可能含有光敏剂的动脉内 皮细胞的光照也可能导致动脉粥样硬化斑块破裂。 目前解决这一问题的办法有两种,一是改变光敏剂 的材料,选择具有更高选择性的光敏剂,使之只能 被特定的巨噬细胞吸收;二是将光敏剂包裹在特定 的基质中,目前常见的有胶束、纳米粒子等。纳米颗 粒具有提高溶解度、联合多种药物的能力、保护代 谢和控制释放的作用酝如,可通过增强渗透性和保 留作用,使包裹的光敏剂通过动脉粥样硬化斑块 渗漏的血管,在斑块内积累而避免被内皮层摄 取如。目前大多数的光敏剂都是疏水性的,被纳米 颗粒包裹后可增加其溶解度,使其能够静脉注射。
此外,这种光敏剂吸收的光照波长为630 nm,不具有 很好的血液穿透性,因此缺乏有效的临床作用阴。
4.2第二代光敏剂第二代光敏剂的代表药物有 苯吓咻衍生物维替泊芬、駄菁衍生物、5-氨基乙酰 丙酸和莫特沙芬。在高脂血症的兔和猪模型中,维 替泊芬可有效地被斑块摄取[19]o臥菁衍生物在兔 模型的动脉粥样硬化样本中,能被斑块摄取,其浓
目前研究中,光照的主要方式是激光,这是因 为激光能更好地在光纤中使用 ,以此实现血管内照 射冋。主要途径是通过圆柱形(径向)扩散器,通过 血管介入方式给予血管内局部照射。这种设备不仅 可避免局部发热,而且纤维针尖还可以根据需要制 作成任何形状,结构可任意弯曲,非常适用于血管 内的光动力治疗使用。相比于促进斑块的消融,这 种方式能够更有效地促进斑块的稳定性 ,减少急性 冠脉综合征和局部动脉粥样硬化的发生。
D01:10.3969/j.issn.l674-7429.2021.02.016 通讯作者:赵志青,电子邮箱:zhaozqxueguan@
的活性氧释放,这一过程可导致细胞凋亡,从而影 响血管重塑过程,造成血管结构和功能的改变。
2光动力治疗的作用 2.1选择性消除巨噬细胞选择性持续消除病变 巨噬细胞是光动力治疗的关键回 。实验证明,如果
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光动力治疗在动脉粥样硬化斑块稳定性 方面的进展
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•综述•
李昱1,闻荻豪1,孙羽东1,杨静2,周建I,赵志青I,景在平.海军军医大学长海医院 血管外科,上海200433;2.上海市第七人民医院普通外科,上海20013刀
血吓咻能在结合并活化后,破坏人类动脉粥样 硬化中的平滑肌细胞,从而抑制平滑肌细胞的增殖 和迁移,增强内皮细胞的增殖,有利于血管重塑,减 少再狭窄的发生。研究发现,发生再狭窄细胞能优
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Hale Waihona Puke 《中国血管外科杂志(电子版)》2021 年 6 月第 13 卷第 2 期 Chin J Vase Surg (Electronic Version) June 2021,Vol.13, No.2
值得注意的是,部分巨噬细胞(如M2巨噬细胞)有 抗炎的作用,有助于维持斑块的稳定,损伤这部分 巨噬细胞也可能会导致斑块的破裂。
2.2选择性消除平滑肌细胞再狭窄涉及复杂的 级联反应,通过斑块塌陷、血栓形成、新内膜增生、 收缩性重塑等一系列过程导致管腔狭窄E-⑶。光动 力治疗可以用于预防再狭窄的发生,这是由于内皮 损伤后,血管平滑肌细胞增殖和迁移导致血管内膜 增生和管腔狭窄,而光动力治疗能导致成纤维细胞 生长因子失活,从而抑制平滑肌细胞的增殖和迁 移。在预防血管成形术后再狭窄的临床实验中也证 明,光动力治疗在预防再狭窄方面是安全可行的。
尽管一种光敏剂只能根据其独特的机制被某 一种独特的细胞吸收(高选择性),使得治疗过程变 得繁琐。但研究表明,两种光敏剂是可以联合使用 以减少治疗的不良反应 国。这也使得未来光动力 治疗可同时发挥治疗、预防等多方面作用,且可减 少治疗的次数,有效减少不良反应的风险。
5.2照射方式早期的体外照射方式具有一些缺 点,包括对皮肤的光毒性妙]、过长的药物-光照 间隙⑶〕、光照不均匀导致的治疗不足和过量治 疗皿、仅能稳定斑块而消融斑块和预防再狭窄的 作用弱、血管介入技术的限制、急性并发症的限制、 过长的光照时间等。但随着血管介入技术和激光光 纤技术的发展,这些不足正逐渐被克服。
光动力治疗的过程需要注射特殊的光敏剂,后 者能通过不同机制高度选择性地聚集在斑块病变 细胞中(如巨噬细胞和平滑肌细胞)。使用外源性紫 外线或激光照射(目前主要应用血管内激光照射) 可使其激活到激发态,释放能量,从而使大量含有 这些光敏剂的病变细胞释放活性氧 ,引发病变细胞 的自噬凋亡巾。这一光动力治疗过程需要光敏剂能 量传递的作用,而且需要光敏剂是非聚集的(光敏 剂的聚集状态会影响其发挥作用)、相对应特定波 长的光使之激活、组织中氧的存在,三者缺一不 可冏。光敏剂在光动力治疗起到了能量转换的作 用,将能量传递给了细胞,从而导致具有细胞毒性
现阶段,光动力治疗作为新兴的动脉粥样硬化 局部治疗技术,在斑块消融和稳定性方面的作用已 得到研究证实,其发挥作用的原理和过程也相对清 楚。但目前光敏剂在病变细胞中选择性积累的原理 还不够清楚,这对光动力治疗中选择能特定针对病
变细胞的光敏剂产生了影响。另外,当前研究还缺 少一个公认的行业标准,在光敏剂的最佳剂量、最 佳时间间隔和使用光源上还存在分歧。如果能够尽 快将这些指标确定,也就能更好地比较不同研究中 不同光敏剂在剂量、效果、不良反应上的优劣。
5光动力治疗的局限性和解决方法 目前光动力治疗具有一定的局限性 。不过,组
织对光动力治疗照射后的反应过程可通过改变注 射的光敏剂种类、改变注射的光敏剂剂量或是改变 药物与光照之间的时间来控制则 ,从而提供解决其 局限性的方案。
5.1光敏剂的使用通过局部给药的方式能有效 避免全身性不良反应,且局部高浓度的光敏剂还能 够减少剂量和光照时间,以此减少不良反应的发 生口。但超过最适浓度的光敏剂可能使其自身发 生聚合,从而影响活性氧产生。
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